Die Aufgabe von Herrn Dullau bestand in der Entwicklung, Implementierung und Durchführung von Charakterisierungsverfahren für Lithium-Ionen Traktionsbatterien von Elektrofahrzeugen in konventioneller Ladeinfrastruktur. Bei der Entwicklung sollten Kriterien wie Zeit, Genauigkeit und weitere Umgebungsparameter berücksichtigt werden. Darüber hinaus wurden statische Parameter wie der Energiegehalt, der Ladungsdurchsatz und der Kilometerstand in die Entwicklung einbezogen. Abschließend sollte eine Bewertung und ein Vergleich der
durchgeführten Testverfahren durchgeführt werden.

• Herstellung einer Verbindung zum Prüfobjekt zur Dekodierung und Aufzeichnung der Daten vom CAN-Bus
• Entwicklung, Implementierung, Durchführung und Variation von Charakterisierungsprofilen
• Bereinigung der aufgezeichneten Daten von Fehlstellen
• Entwicklung eines MATLAB Programms zur automatischen Batterieparameterberechnung
• Modellierung und Simulation eines Batteriemodells zur Verifikation der Batterieparameter anhand von aufgezeichneten Fahrdaten in MATLAB Simulink
• Vergleich und Optimierung der Ladeverfahren hinsichtlich Zeit und Genauigkeit
• Zustandsschätzung der Traktionsbatterie anhand aufgezeichneter CAN-Daten vom Ladevorgang

Insbesondere eine konstante und fehlerfreie Datenaufzeichnung stelle sich in der Abschlussarbeit als eine nicht immer beeinflussbare große Herausforderung dar. Auch aufgrund der Methodik der in der Anwendung durchführbaren Ladetests zur Charakterisierung beeinflussten schwankende Umgebungsbedingungen die Reproduzierbarkeit und Vergleichbarkeit der Ergebnisse. Dasselbe gilt ebenfalls für die Fahrdaten.

Hervorzuheben sind insbesondere die Bestimmung der realitätsnahen Batterieparameter und die Zustandsschätzung, die durch des ohnehin notwendigen Ladevorgangs von Elektrofahrzeugen kosteneffizient und ohne zusätzlichen Aufwand ermittelt werden konnten. Hinsichtlich der Zeit konnten in den meisten Fällen das Charakterisierungsverfahren in einer hohen Genauigkeit innerhalb von 8 Stunden durchgeführt und auf 4 Stunden optimiert werden. Mit Selektion des Testbereichs ist eine weitere Reduzierung der Testzeit denkbar.

Die in der Anwendung durchführbaren Charakterisierungsverfahren stellen eine bisher noch nicht verfügbare Methode zum Testen von Elektrofahrzeug-Traktionsbatterien dar. Diese wurden erstmals im Rahmen der Masterarbeit und Veröffentlichung eines Papers auf der CEEGE’23 von Marvin Dullau vorgestellt (DOI: 10.1109/CEEGE58447.2023.10246474). Es bestehen weitere Möglichkeiten zur Optimierung, was weitere Untersuchungen voraussetzt.

Die Arbeiten werden im Zusammenhang mit dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Forschungsprojekt "UniZuB“ durchgeführt. (Förderkennzeichen 03XP0400D) Ziel von „UniZuB“ ist die Entwicklung einer hard- und softwaretechnischen Lösung, mit der schnell, einfach und universell Batterieanalysen durchgeführt werden können.